金属双极板及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种金属双极板及其制备方法和应用，所述金属双极板包括钛金属板以及设置于所述钛金属板表面的复合防护层，其中，所述复合防护层中包括VB族过渡金属氮化物和氮化钛，且所述VB族过渡金属氮化物和所述氮化钛掺杂构成化学表达式为M

【技术实现步骤摘要】
金属双极板及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，特别是涉及金属双极板及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在燃料电池中，双极板是几个关键的部件之一，用于分隔氢气和氧气，阻止气体透过，形成单电池结构，同时收集、传导从强酸性介质中而来的电流进入电机。传统金属双极板通常使用不锈钢为基板材料，但是在实际使用过程中，不锈钢暴露出了容易在强酸性环境(H2SO4)和氟离子的共同作用下产生腐蚀的现象，这种腐蚀产生贯穿孔的同时也释放出铝、镍、铬等金属阳离子，他们将毒化催化剂和导致质子交换膜的降解。所以，近年来耐腐蚀的钛基双极板越来越多的受到学界和产业界的青睐，因为钛材料在腐蚀环境中会钝化，生成二氧化钛来物理上隔绝腐蚀环境和金属基体之间的接触，从而减少后续的腐蚀产生；而且，即使有因为F
‑
腐蚀产生的钛化合物进入燃料电池内部，也未有证据显示会使催化剂中毒和降解质子交换膜。然而，不利的一面是，这种钝化层是一种不导电的氧化物，导致了钛基双极板与气体扩散层之间高接触电阻的产生，阻碍了电流输出，引起了额外热量的产生，不利于燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属双极板，其特征在于，包括：钛金属板；设置于所述钛金属板表面的复合防护层，所述复合防护层中包括VB族过渡金属氮化物和氮化钛，且所述VB族过渡金属氮化物和所述氮化钛掺杂构成化学表达式为M
x
Ti
y
N的固溶体，M代表VB族过渡金属元素，其中，0.01≤x≤0.15，1.60≤y≤2.00。2.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述VB族过渡金属氮化物选自氮化钒、氮化铌或者氮化钽中的至少一种。3.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述复合防护层的微观结构呈现晶态。4.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述氮化钛由所述钛金属板中的钛原子扩散并反应形成。5.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述复合防护层包括底层和表层，所述底层位于所述钛金属板与所述表层之间，所述VB族过渡金属氮化物在所述表层中的质量分数大于所述底层中的质量分数。6.根据权利要求5所述的金属双极板，其特征在于，所述底层为氮化钛层，所述表层为所述VB族过渡金属氮化物和所述氮化钛的掺杂层。7.根据权利要求1所述的金属双极板，其特征在于，所述钛金属板的厚度≤0.5mm；及/或，所述复合防护层的厚度为0.4μm
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑科钦，武书敏，刘丹丹，徐纳，
申请(专利权)人：杭州新坐标科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：